Lập chương trình tính toán thủy động học bánh lái, chương 7

Việc tính toán thuỷ động học bánh lái, tức là đi xác định 2 thông số lực thuỷ động R và mômen thuỷ động Mtđ thông qua các đặc tính thuỷ động của bánh lái. Khi quay bánh lái một góc so với phương dòng chảy, trên bánh lái xuất hiện hợp lực thuỷ động R đặt tại một điểm gọi là tâm áp lực của bánh lái. Để tiện tính toán, R thườngR N L taâm quayđược phân thành các thành phần: Lực nâng L vuông góc với hướng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lập chương trình tính toán thủy động học bánh lái, chương 7 Chương 7: Đặc tính thuỷ động của bánh lái Việc tính toán thuỷ động học bánh lái, tức là đi xác định 2thông số lực thuỷ động R và mômen thuỷ động Mtđ thông qua cácđặc tính thuỷ động của bánh lái. Khi quay bánh lái một góc  so với phương dòng chảy, trênbánh lái xuất hiện hợp lực thuỷ động R đặt tại một điểm gọi là tâmáp lực của bánh lái. Để tiện tính N taâm quay R Ltoán, R thườngđược phân thành t .các thành phần: D xc vsLực nâng L vuông T P xagóc với hướng taâm aùp löïcdòng chảy; Lựccản D theo hướng Hình 2.9. Lực thuỷ động tác dụng lên bánh lái.dòng chảy; lực pháp tuyến N vuông góc với mặt phẳng tạo bởi cácdây cung prôfin và lực tiếp tuyến T nằm trong mặt phẳng đó (hình2.9). Hợp lực thuỷ động được xác định như sau: R= L2  D 2 (kG) (2-42)hay P cũng có thể phân ra 2 hợp lực sau: - Lực thẳng góc: N = L* cos + D* sin (kG) (2-43) - Lực tiếp tuyến: T = L* sin - D* cos (kG) (2-44) Các lực đó đặt tại tâm áp lực (tâm áp suất) và gây nên mômenthuỷ động với cạnh dẫn là: Mtđ = N* (xa – xc) (2-45) Trong chương trình lập trình tính toán thuỷ động học bánh láiphần tính hiệu chỉnh, tôi kí hiệu xa= e, xc = a.Trong đó: xa: khoảng cách tâm áp suất tính từ cạnh dẫn, m CM xa = *b (2-46) CN (với CN = L* cos + D* sin) (2-47) xc: khoảng cách từ tâm quay của bánh lái đến cạnh dẫn. Các lực và mômen thuỷ động được biểu diễn qua các hệ sốkhông thứ nguyên sau: L - Hệ số lực nâng: CL = (2-48)  * vbl 2 *S 2 D - Hệ số lực dọc: CD = (2-49)  * vbl 2 *S 2 N - Hệ số lực pháp: CN = (2-50)  * vbl 2 *S 2 T - Hệ số lực tiếp: CT = (2-51)  * vbl 2 *S 2 M td - Hệ số mômen: CM = (2-52)  * vbl 2 * S *b 2 xa - Hệ số tâm áp lực: Cp = (2-53) bTrong đó:  - khối lượng riêng của nước, kG/m3 vbl - vận tốc dòng chảy trên bánh lái, m/s S - diện tích bánh lái, m2 b - chiều rộng bánh lái, m Các lực đo bằng kG, mômen đo bằng kG.m Từ các công thức trên ta có: CN = CL* cos + CD* sin (2-54) CT = CD* cos – CL* sin (2-55) CL = CN* cost – CT* sin (2-56) CD = CN* sin + CT* cos (2-57) CM = CN* (CP - k) (2-58) Các đặc tính thuỷ động của bánh lái được xác định bằng thínghiệm và cho dưới dạng bảng (ví dụ bảng 2.3 đến bảng 2.11)hoặc đồ thị (ví dụ hình 2.10). (0) CL CD CM 0 0 0 0 4 0.09 0.08 ...